(57)【要約】    【課題】引張試験において試料が破断しても、保持部材の転倒や保持部材載置部からの脱落が起きない熱機械分析装置を提供する。    【解決手段】試料支持管１６内を通って下方に延びた検出棒１９の下端に、試料１７を保持する試料上端保持部１９ａが設けられている。試料上端保持部１９ａは、逆Ｕ字型の腕部３２ａと腕部３２ａの下端に取り付けられ、中央部に切込み３２ｃが設けられた平坦部３２ｂで構成された保持部材載置部３２と、保持部材載置部３２上に載置された保持部材２８で構成されている。転倒防止部材３０が保持部材載置部３２及び保持部材２８に係合するように腕部３２ａに着脱可能に取り付けられる。    【選択図】  図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
変位測定器と、その下方に設置された試料支持管と、前記変位測定器に連結され前記試料支持管内まで延びた検出棒と、前記検出棒の下端部と試料支持管の下端部の間で試料の上下端を固定して支持する試料支持部と、前記試料支持部に支持された試料を加熱する加熱炉とを備えて、試料の温度を変えたときの試料の寸法変化を前記変位測定器により測定する熱機械分析装置において、
前記試料支持部は、前記検出棒の下端部に設けられて試料の上端を保持して固定する試料上端保持部と、試料支持管の下端部で試料の下端部と係合して保持する試料下端保持部とを備え、
前記試料上端保持部は、試料の上端を保持する保持部材と、前記検出棒の下端部に設けられ、試料を保持した前記保持部材を着脱可能に載置する保持部材載置部と、前記保持部材の転倒又は脱落を阻止するように前記保持部材載置部及び前記保持部材に係合して着脱可能に装着される転倒防止部材と、を備えていることを特徴とする熱機械分析装置。
【請求項２】
前記保持部材載置部は、腕部と、前記腕部の下端に取り付けられ前記保持部材を載置するとともに試料が差し込まれる切込みが形成された平坦部とを備えており、
前記保持部材は、試料を間に挟んで保持する保持板と、前記保持板を試料を間に挟んだ状態で固定し、その状態で前記保持板の厚みから突出する長さをもつ締結部品とを備えており、
前記転倒防止部材は、前記保持部材載置部の腕部と前記保持部材の保持板とをともに挟み、かつ前記保持部材の締結部品の突出部と係合して前記保持部材の転倒又は脱落を阻止する形状をもつ請求項１に記載の熱機械分析装置。
【請求項３】
前記転倒防止部材は外方向に突出した把持部を備えている請求項１又は２に記載の熱機械分析装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を加熱もしくは冷却することによって、又はさらに引張荷重を加えながら、試料の伸びや収縮などの寸法変化を検出する熱機械分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料の温度を一定の速度で変えながら、その試料の寸法を温度の関数として測定する熱膨張測定と、さらに試料に圧縮又は引張荷重を加えた場合における試料の機械的性質の変化を測定する方法とを含めて熱機械的分析（Thermal Mechanical Analysis：ＴＭＡ）といわれ、その分析手法は金属、非金属のあらゆる分野に利用されている。例えば、耐火物などの窯業の分野では、成型する際の収縮率を知る必要があり、その焼成工程の設定、製品の品質管理などに熱膨張測定はきわめて重要である。また、ガラス、合成樹脂の分野では、ガラス転移温度、軟化温度、結晶転移温度の決定や、熱力学的見地からの研究などに用いられている。
【０００３】
熱機械分析装置では、検出棒を試料に直接接触させるか、又は検出棒に試料を引っ張り方向に取り付けて、外部から試料を加熱し、その試料の寸法変化を、検出棒の上下動の位置変化として検出し測定する方法が多く用いられている。
【０００４】
そのような熱機械分析装置で、試料を引っ張り方向に取り付けて測定するには、試料の下端を試料支持管の下端部で支持し、上端が変位測定器の差動トランスコアの下端に連結され試料支持管内を通って下方に延びた検出棒の下端で試料の上端を支持し、試料の温度を変えながら、又はさらに引張荷重を加えながらその試料の寸法変化を変位測定器により測定する
【０００５】
図５は熱機械分析装置を構成する検出棒１９の先端部分を示したものである。検出棒１９の下端に試料上端保持部１９ａが形成されている。試料上端保持部１９ａは、逆Ｕ字型の腕部３２ａ、及びその下端に取り付けられた平坦部３２ｂからなる保持部材載置部３２と、保持部材載置部３２に載置される保持部材２８とで構成されている。保持部材載置部３２の平坦部３２ｂには試料を差し込む切込み３２ｃが設けられており、その切込み３２ｃに試料を差し込むことにより、フィルムなどの帯状試料１７の上端を保持した状態の保持部材２８を載置することができる。試料１７は切込み３２ｃに差し込まれて下方に垂れ、試料支持管の下端の試料下端保持部（図示は省略）に固定される。
【０００６】
保持部材２８は１対の重ね合わせられた保持板２８ａ，２８ｂと、保持板２８ａ，２８ｂを重ね合わせた状態で固定するためのネジ２９ａ，２９ｂで構成されている。試料１７は上端が保持板２８ａと２８ｂの間に挟まれて保持される。この状態で加熱炉を試料の位置に位置決めし、温度を変化させながら検出棒１９が試料支持管に対して相対的に上方に引き上げられることで試料１７の引張試験が行われる。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
熱機械分析装置で帯状試料の引張試験を行なうと、試料が測定中に破断する場合がある。この場合、保持部材２８は保持部材載置部３２の平坦部３２ｂに載置されているだけであるので、試料が破断した反動によって保持部材２８の転倒や保持部材載置部３２からの脱落が起きることがあった。保持部材２８の転倒や脱落が起きると、加熱炉を移動させる際に保持部材２８が試料支持管と加熱炉との間、又は検出棒１９と加熱炉との間に挟まって試料支持管や検出棒１９が破損することがあるという問題があった。
【０００８】
そこで本考案は、引張試験において試料が破断しても、保持部材の転倒や保持部材載置部からの脱落が起きない熱機械分析装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案は、変位測定器と、その下方に設置された試料支持管と、変位測定器に連結され試料支持管内まで延びた検出棒と、検出棒の下端部と試料支持管の下端部の間で試料の上下端を固定して支持する試料支持部と、試料支持部に支持された試料を加熱する加熱炉とを備えて、試料の温度を変えたときの試料の寸法変化を変位測定器により測定する熱機械分析装置であって、試料支持部は、検出棒の下端部に設けられて試料の上端を保持して固定する試料上端保持部と、試料支持管の下端部で試料の下端部と係合して保持する試料下端保持部とを備え、試料上端保持部は、試料の上端を保持する保持部材と、検出棒の下端部に設けられ、試料を保持した保持部材を着脱可能に載置する保持部材載置部と、保持部材の転倒又は脱落を阻止するように保持部材載置部及び保持部材に係合して着脱可能に装着される転倒防止部材と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
本考案の熱機械分析装置の好ましい形態の一例は、保持部材載置部が、腕部と、その腕部の下端に取り付けられて保持部材を載置するとともに試料が差し込まれる切込みが形成された平坦部とを備え、保持部材が、試料を間に挟んで保持する保持板と、保持板を試料を間に挟んだ状態で固定し、その状態で保持板の厚みから突出する長さをもつ締結部品とを備えており、転倒防止部材は、保持部材載置部の腕部と保持部材の保持板とをともに挟み、かつ保持部材の締結部品の突出部と係合して保持部材の転倒又は脱落を阻止する形状をもつようになっているものである。
【００１１】
また、転倒防止部材が外方向に突出した把持部を備えていてもよい。
【考案の効果】
【００１２】
本考案の熱機械分析装置は、保持部材の転倒又は脱落を防止する転倒防止部材を備えているようにしたので、引張試験の測定時に試料が破断しても、保持部材の転倒又は保持部材載置部からの脱落を防止することができる。これにより、熱機械分析装置を構成する検出棒、試料支持管、加熱炉などに保持部材が接触して破損したりするのを防ぐことができる。その結果、測定に際して頻繁に安心して試料交換を行なうことができるようになり、測定装置の稼働率が上がる。
【００１３】
転倒防止部材として、保持部材載置部の腕部と保持部材の保持板とをともに挟み、かつ保持部材の締結部品の突出部と係合して保持部材の転倒又は脱落を阻止する形状をもつものを使用するようにすれば、保持部材を構成する締結部品を利用して保持部材の転倒又は脱落を確実に防止することができるので、転倒防止部材と係合するための部品を新たに設ける必要がない。
【００１４】
転倒防止部材が外方向に突出した把持部を備えていれば、転倒防止部材の取扱いが容易であり、熱機械分析装置への着脱を容易に行なうことができるようになる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本考案の好適な形態を説明する。
図１に一実施例の熱機械分析装置の断面構造を示す。
７は変位測定器である。変位測定器７は、差動トランスコイル７ａと差動トランスコア７ｂから構成される。検出棒１９の上下動によって差動トランスコア７ｂの位置が上下に変化するのを検出し、試料の熱膨張による寸法変化を知ることができる。
フオースコイル５に電流を流し永久磁石６との相互作用によって、中心の軸（フオースコイル５の中心の軸、差動トランスコア７ｂ、中間軸８、検出棒１９）を介して試料１７に引張荷重を加えることができる。
そして、変位測定器７の差動トランスコイル７ａの上部に永久磁石６が設置され、両者が支持筒２に保持され、その支持筒２に支持金具３が取り付けられ、支柱１上を上下にマイクロメータ（図示は省略）によって手動で移動させることができる。
【００１６】
下部に取り付けられている試料支持管１６内を通って下方に延びた検出棒１９の下端部に帯状試料の上端を保持する試料上端保持部１９ａが設けられており、試料上端保持部１９ａに試料１７が保持される。試料１７の下端は試料支持管１６の最下部に設けられた試料下端保持部１６ａに固定される。検出棒１９は上端部が中間軸８の下端開口に挿入され、その中間軸８を介して差動トランスコア７ｂの下端に接続されている。差動トランスコア７ｂから上方に延長された軸が永久磁石６の中央を通り、フオースコイル５の中央に接続されている。上部にはバネ４が設けられ、バネ４の上端は支持金具３に固定され、下端はフオースコイル５の上面中央棒に固定されている。
【００１７】
試料支持管１６は円筒状をなし、その底部に試料１７が装着される。試料上端保持部１９ａに帯状試料１７の上端が保持された状態で、試料支持管１６が試料１７と検出棒１９を外部の環境から隔離する。試料支持管１６の上端は口金１３の開口に挿入され、その口金１３を介して、この分析装置のベースプレート１１の金具１２に試料支持管押さえ２０によって固定されている。２１は波付座金、２２はスプリングホルダで、これらは試料支持管１６を口金１３とともに固定するためのものである。
図示は省略しているが、装置の下部に加熱炉が設けられており、この場合、試料支持管１６及び検出棒１９の外周部に加熱炉を上昇させて、試料１７を加熱するようになっている。
ベースプレート１１上の各部を外部の影響から隔離するために、ベースプレート１１上にカバー固定用金具１０を設置し、容器カバー９が被せられる。
【００１８】
図２は検出棒１９の下端部の拡大図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
検出棒１９下端部の試料上端保持部１９ａは、逆Ｕ字型の腕部３２ａ及び腕部３２ａの下端に取り付けられた平坦部３２ｂで構成される保持部材載置部３２と、保持部材載置部３２の平坦部３２ｂ上に載置される保持部材２８で構成されている。保持部材載置部３２の平坦部３２ｂの中央部には切込み３２ｃが設けられており、保持部材２８に保持された帯状試料１７は、切込み３２ｃに差し込まれて下方に垂れる。下方に垂れた試料１７の下端は試料下端保持部１９ｂに固定される。
【００１９】
保持部材２８は１対の保持板２８ａ，２８ｂが間に試料１７の上端を挟んだ状態で重ね合わせられ、締結部品であるネジ２９ａ，２９ｂによって固定される。ネジ２９ａ，２９ｂは保持板２８ａ，２８ｂの表面に対して垂直に取り付けられており、ネジ２９ａ，２９ｂによって保持部材２８による試料１７の保持強度を調節できるようになっている。２つのネジ２９ａ，２９ｂは、互いの頭が離間するように配置されている。
【００２０】
保持部材載置部３２の腕部３２ａに転倒防止部材３０が着脱可能に取り付けられている。図３は転倒防止部材３０を詳細に示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は上面図、（Ｃ）は側面図である。転倒防止部材３０は、例えば厚み０.０５〜０.５ｍｍのステンレス板が折り曲げられて形成されたものである。転倒防止部材３０の材料は特に限定されない。引張試験では、加熱炉において試料を約１０００℃に加熱することがあるため、そのような高温に耐えるものであれば使用することができる。
【００２１】
転倒防止部材３０は図３（Ｃ）に示されるコ字形の２つの脚片３１ａと３１ｂが図３（Ａ）に示される正面側の上部で連結片３１ｃで連結された形状をしている。正面側では連結片３１ｃの下方に開口３０ａが形成され、上端には連結片３１ｃの上方に開口３０ｂが形成され、背面側では脚片３１ａと３１ｂの間はつながっていない。開口３０ａの幅寸法は保持部材２８の厚み寸法より広く、ネジ２９ａ，２９ｂの長さよりも短くなるように設定されている。開口３０ｂは背面側につながっており、腕部３２ａと保持部材２８にこの転倒防止部材３０を上から被せて取り付けることができるようになっている。
【００２２】
保持部材２８は、保持板２８ａ，２８ｂの表面が保持部材載置部３２の腕部３２ａの逆Ｕ字型に対して垂直方向になるように平坦部３２ｂ上に載置される。転倒防止部材３０は２つの脚片３１ａ，３１ｂが腕部３２ａに被せられ、保持部材２８が開口３０ａ内に嵌め込まれるようにする。この状態で、図２（Ｂ）に示されるように、保持部材２８のネジ２９ａと２９ｂの間に転倒防止部材３０の脚片３１ａ，３１ｂが挿入され、転倒防止部材３０の外側表面がネジ２９ａ，２９ｂの頭と係合する。この状態にすることで、転倒防止部材３０は腕部３２ａ，ネジ２９ａ及び２９ｂの頭と係合して、保持部材２８を保持部材載置部３２に保持する。これにより、引張試験時における試料１７の破断による反動で、保持部材２８の転倒や保持部材載置部１９ａからの脱落を防止できる。
【００２３】
転倒防止部材３０は、例えば図４に示されるように、連結片３１ｃに掴持部３４が設けられているものであってもよい。掴持部３４が設けられていれば、ピンセットなどによって転倒防止部材３０を掴むことができるので、サイズの小さい転倒防止部材３０であっても取扱いが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】熱機械分析装置の一実施例を概略的に示す断面図である。
【図２】検出棒の先端部分を詳細に示す拡大図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図３】転倒防止部材の一例を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は上面図、（Ｃ）は側面図である。
【図４】転倒防止部材の他の例を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は上面図、（Ｃ）は側面図である。
【図５】従来の熱機械分析装置の検出棒の先端部分を詳細に示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００２５】
７ｂ    差動トランスコア
８      中間軸
１３      口金
１６      試料支持管
１６ａ    試料下端保持部
１７      試料
１９      検出棒
１９ａ    試料上端保持部
２８      保持部材
２８ａ，２８ｂ    保持板
２９ａ，２９ｂ    ネジ
３０      転倒防止部材
３０ａ，３０ｂ  転倒防止部材の開口
３１ａ，３１ｂ  脚片
３１ｃ    連結片
３２      保持部材載置部
３２ａ    保持部材載置部の腕部
３２ｂ    保持部材載置部の平坦部
３４      掴持部
【図１】
0003119807.tif 000003
【図２】
0003119807.tif 000004
【図３】
0003119807.tif 000005
【図４】
0003119807.tif 000006
【図５】
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